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为探究土壤中促植物生长的内生孢子形成菌,研究人员从校园林地土壤分离 7 株菌,用 Illumina NextSeq 测序,获其基因组草图。基因组大小 3,645,032 - 5,969,865 bp,GC 含量 34.8% - 41.2%。该研究为土壤微生物及天然产物研究提供新资源。
内生孢子形成菌(endospore-forming bacteria)广泛存在于包括陆地土壤在内的多种环境中,其中许多被认为具有促进植物生长的作用。2024 年 1 月 23 日,研究人员从郊区大学校园的林地采集了两个土壤岩芯,并从每个岩芯中分离出矿物层和有机层。通过将约 100 μL 土壤与 1 mL 无菌水混合、涡旋、95°C 加热 10 分钟以确保内生孢子存在,再将悬浮细胞涂布于含 5% 羊血的胰蛋白酶大豆琼脂培养基上,分离出 7 株内生孢子形成菌,分别为 wiedmannii SC129、 pseudomycoides SC131、 pumilis SC133、Peribacillus butanolivorans SC135、 thuringiensis SC136、Priestia megaterium SC138 和 wiedmannii SC141。
使用基于标签化的 Illumina DNA 制备试剂盒和 IDT 10 bp 独特双索引制备基因组 DNA 文库,通过 Illumina NovaSeq X Plus 测序仪进行双端 151 bpreads 测序。序列读取后,用 FastQC v0.12.1 检查质量,Trimmomatic v0.36 修剪,SPAdes v3.15.3 进行从头基因组组装,并利用 RASTtk v1.073、Prokka v1.14.5、DRAM v0.1.2 和 GenBank 的 PGAP 进行注释。通过 TYGS 和 GTDB-Tk 确定可能的物种身份,结果一致。还通过 antiSMASH v7.0 次级代谢物预测程序运行了基因组草图组装。
基因组草图大小在 3,645,032 至 5,969,865 bp 之间,GC 含量在 34.8% 至 41.2% 之间。每株菌预计产生 8 - 16 种独特的次级代谢物,包括萜类(terpene)、核糖体合成和翻译后修饰肽(RiPPs)、非核糖体合成肽(non - ribosomally synthesized peptides)和非铁载体(NI - siderophores)等。许多菌株预计至少产生一种特征明确的天然产物,如肽霉素(paeninodin)和石油杆菌素(petrobactin),但许多已鉴定的操纵子与已知次级代谢物的相似性较低或无相似性。因此,这些菌株和基因组是土壤微生物知识的有用补充,也是有益天然产物的潜在来源。